Această inovație tehnologică are potențialul să minimizeze tensiunea asupra animalelor, să elimine pericolele pentru personal și să reducă cheltuielile legate de imunizare în unitățile de crescere a peștilor. Soluția nouă impune ace microscopice, rezistente la lichide, care reușesc să penetreze ușor tegumentul peștilor și să rămână fixate pe durata înotului. ulterior, aceasta se descompun, eliberând substanta imunizantă în organism.
Specialiștii au expus descoperirea într-o lucrare publicată luni în revista de prestigiu ACS Nano, demonstrând că mecanismul este capabil să transporteze diverse tipuri de agenti terapeutici, printre care vaccinuri bacteriene și preparate bazate pe material genetic.
Imunizarea convențională este scumpă și complexă
Producerea peștilor în sisteme controlate reprezintă o sursă alimentară din ce în ce mai esențială la scară globală. Totuși, epidemiile pot genera pierderi financiare majore, prevenirea lor constituind una din provocările majore ale industriei.
Actualmente, cea mai performantă abordare de vaccinare implică utilizarea acelor metalice. Procedura necesită sedarea peștilor, extragerea lor din mediu acvatic și amplasarea pe o bandă mecanizată, unde operatori administrează doza individual. ulterior, animalele sunt returnate în ape.
Abordarea este costisitoare, solicită o muncă intensivă și poate genera stres semnificativ peștilor. În plus, există pericolul contaminării încrucișate prin sânge și al rănirii personalului care manipulează acelele ascuțite.
Alternativele, precum administrarea prin hrană sau diluarea directă în apă, prezintă de asemenea limitări, deoarece nu asigură că fiecare exemplar primește doza necesară de substanță activă.
Acelele din fibroină de mătase rezistă în mediu acvatic și eliberează vaccinul controlat
Noua tehnologie se bazează pe utilizarea fibroinei de mătase, un material considerat sigur pentru consumul uman și capabil să se degradeze natural în organism sau în mediu.
Una din principalele obstacole întâmpinate de echipă a fost faptul că mătasea se ramollisește și se dizolvă rapid în contact cu apa, împiedicând acelele să penetrate pielea peștilor.
Pentru a depăși problema, cercetătorii au aplicat un strat fin de șelac, o rășină naturală secretată de insecte și utilizată în industria alimentară și farmaceutică. Acesta funcționează ca o barieră anti-umiditate, păstrând integritatea acelor microscopice până la administrare.
Specialiștii au demonstrat că acelele pot fi configurate pentru eliberarea vaccinului în intervale variate. În unele cazuri, substanța este eliberată în aproximativ 15 minute, în timp ce alte variante permit o difuză prelungită, de 10 sau chiar 24 de ore.
De asemenea, în condiții de depozitare uscată, acelele au reușit să conserve aproximativ jumătate din structura plasmidelor ADN timp de patru săptămâni. Această stabilitate ar putea fi crucială pentru implementarea tehnologiei în ferme piscicole izolate, unde accesul la infrastructura lanțului frigorific este limitat.
Imunizarea peștilor de dimensiuni mici, una dintre inovațiile majore
Cercetătorii au validat tehnologia pe păstrăv-curcubeu, demonstrând că acelele microscopice pot administra vaccinuri chiar și exemplarelor care cântăresc doar unul sau doi grame.
Această capacitate este esențială deoarece vaccinarea tradițională prin injectare nu funcționează eficient la peștii foarte mici, fiind aplicată, de regulă, abia după ce aceștia atind aproximativ 30 de grame.
Astfel, exemplarele tinere rămân neprotejate într-o fază critică a dezvoltării lor.
Tehnologia necesită încă adaptări pentru implementarea la scară largă
Specialiștii consideră că sistemul ar putea contribui la optimizarea condițiilor din fermele piscicole, la reducerea riscurilor profesionale și la democratizarea accesului la imunizare, însă tehnologia mai necesită dezvoltări înainte de a putea fi adoptată masiv.
„Trebuie să susținem fermierii pentru a lucra în siguranță, pentru a îmbunătăți condițiile de muncă, pentru a-și proteja afacerile și pentru a face vaccinarea mai accesibilă. În același timp, trebuie să optimizăm condițiile de viață ale peștilor de crescătorie și, în cele din urmă, calitatea alimentelor pe care le consumăm”, a declarat Benedetto Marelli, profesor la MIT și coordonator al cercetării.
